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隨著機床行業(yè)的發(fā)展,對主軸的要求越來越精密。特別是車削主軸,要求高剛性、高光性、高轉速、大扭矩。由于高速電主軸要實現(xiàn)高速運轉,以下幾個零部件質量直接影響著高速電主軸的性能。普通的電主軸能夠滿足高轉速但無法滿足高光性和大扭矩,無法使用。異步電主軸由于采用感應式轉子,主軸的體積要比普通的皮帶主軸的體積大很多,并且低速旋轉時的加工精度不是太好。要滿足高光性、高轉速、大扭矩的主軸,永磁車削電主軸是很好的選擇。
在數(shù)控機床中,電主軸通常采用變頻調速方法。目前主要有普通變頻驅動和控制、矢量控制驅動器的驅動和控制以及直接轉矩控制三種控制方式。
普通變頻為標量驅動和控制,其驅動控制特性為恒轉矩驅動,輸出功率和轉速成正比。普通變頻控制的動態(tài)性能不夠理想,在低速時控制性能不佳,輸出功率不夠穩(wěn)定,也不具備C軸功能。但價格便宜、結構簡單,一般用于磨床和普通的高速銑床等。
由于高速加工不但可以大幅度提高加工效率,而且還可以顯著提高工件的加工質量,所以其應用領域非常廣泛,特別是在航空航天、汽車和模具等制造業(yè)中。(2)軸承與軸頸及支承孔的裝配、預緊力、同心度、潤滑條件以及作用在軸承上負荷的大小、徑向間隙等都對噪聲有很大影響。于是具有高速加工能力的數(shù)控機床已成為市場新寵。目前,國內外機床制造商在高速數(shù)控機床中廣泛采用電主軸結構,特別是在復合加工機床、多軸聯(lián)動、多面體加工機床和并聯(lián)機床中。
其他類型的電主軸比如車削、銑削等,和磨用電主軸不一樣,往往需要在一個轉速段內實現(xiàn)恒功率調速,另一種比較復雜的類型是加工中心用電主軸,通常是橫扭矩、恒功率混合設計,這也是和加工中心類電主軸的工作方式分不開的,在低速段,通常指1500轉以下,加工中心需要大吃刀量的切削,扭矩輸出要很大,并具備很強的短時過載能力,通常要求能達到2.2倍以上。電主軸有兩個主要的內部熱源:內置電動機的發(fā)熱和主軸軸承的發(fā)熱。而在高轉速段,需要有足夠的功率實現(xiàn)恒功率的精銑工作,需要使功率能隨著轉速的升高恒定保持。